[工學(xué)]通信原理第4章(編輯修改稿)
2025-03-16 15:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 )()( ??????緩慢隨機(jī)變化振幅 緩慢隨機(jī)變化振幅 ? ?? ???niniiiii tttttttR1 100 s i n)(s i n)(c o s)(c o s)()( ??????)](c os [)(s i n)(c os)()(000tttVttXttXtR sc????????)()()( 22 tXtXtV sc ??)()(t a n)( 1tXtXtcs???37 第 4章 信 道 所以，接收信號(hào)可以看作是一個(gè)包絡(luò)和相位隨機(jī)緩慢變化的窄帶信號(hào)： 結(jié)論 ：發(fā)射信號(hào)為單頻恒幅正弦波時(shí)，接收信號(hào)因多徑效應(yīng)變成包絡(luò)起伏的窄帶信號(hào)。 這種包絡(luò)起伏稱為 快衰落 － 衰落周期和碼元周期可以相比 。 另外一種衰落： 慢衰落 － 由傳播條件引起的。 38 2）多徑傳播使 變成包絡(luò)和相位受到調(diào)制的窄帶信號(hào) 3）多徑傳播引起了頻率彌散 (頻率尺寬 )。 R(t)稱為衰落信號(hào) ( t )ωA 0co s)(tXc)(tXs)(tV)(t?或 均為緩慢變化的隨機(jī)過(guò)程 頻譜)(tR?0 0?波形)(tRV(t) R(t) 結(jié)論： 1） 是窄帶過(guò)程 R(t)39 第 4章 信 道 ?多徑效應(yīng)簡(jiǎn)化分析， 假設(shè) ： 發(fā)射信號(hào)為： f(t) 僅有兩條路徑，路徑衰減相同，時(shí)延不同 兩條路徑的接收信號(hào)為： A f(t ?0) 和 A f(t ?0 ?) 其中： A － 傳播衰減， ?0 － 第一條路徑的時(shí)延， ? － 兩條路徑的時(shí)延差。 求 ：此多徑信道的傳輸函數(shù) 設(shè) f (t)的傅里葉變換（即其頻譜）為 F(?)： )()( ?Ftf ?41 第 4章 信 道 （ ） 則有 上式兩端分別是接收信號(hào)的時(shí)間函數(shù)和頻譜函數(shù) ， 故得出此多徑信道的傳輸函數(shù)為 上式右端中， A － 常數(shù)衰減因子， － 確定的傳輸時(shí)延， － 和信號(hào)頻率 ?有關(guān)的復(fù)因子，其模為 )()( ?Ftf ?0)()( 0 ???? jeAFtAf ???)(0 0)()( ?????? ????? jeAFtAf)1()()()( 000 ???????? jj eeAFtAftAf ?? ??????)1()( )1()()( 00 ??????????? jjjj eAeFeeAFH ???? ????0??je?)1( ??je??2c o s2s i n)c o s1(s i nc o s1122 ???????????? ???????? ? je j42 第 4章 信 道 按照上式畫(huà)出的模與角頻率 ?關(guān)系曲線： 曲線的最大和最小值位置決定于兩條路徑的相對(duì)時(shí)延差 ?。而 ? 是隨時(shí)間變化的，所以對(duì)于給定頻率的信號(hào)，信號(hào)的強(qiáng)度隨時(shí)間而變，這種現(xiàn)象稱為 衰落 現(xiàn)象。由于這種衰落和頻率有關(guān)，故常稱其為 頻率選擇性衰落 。 圖 418 多徑效應(yīng) 2c o s2s i n)c o s1(s i nc o s1122 ???????????? ???????? ? je j43 圖 418 多徑效應(yīng) 第 4章 信 道 定義：相關(guān)帶寬＝ 1/? 實(shí)際情況：有多條路徑。 設(shè) ?m － 多徑中最大的相對(duì)時(shí)延差 定義：相關(guān)帶寬＝ 1/?m 多徑效應(yīng)的影響： 多徑效應(yīng)會(huì)使數(shù)字信號(hào)的碼間串?dāng)_增大。為了減小碼間串?dāng)_的影響，通常要降低碼元傳輸速率。因?yàn)?，若碼元速率降低，則信號(hào)帶寬也將隨之減小，多徑效應(yīng)的影響也隨之減輕。 44 第 4章 信 道 ? 接收信號(hào)的分類 ?確知信號(hào) ：接收端能夠準(zhǔn)確知道其碼元波形的信號(hào) ?隨相信號(hào) ：接收碼元的相位隨機(jī)變化 ?起伏信號(hào) ：接收信號(hào)的包絡(luò)隨機(jī)起伏、相位也隨機(jī)變化。 通過(guò)多徑信道傳輸?shù)男盘?hào)都具有這種特性 45 第 4章 信 道 ? 信道中的噪聲 ? 噪聲 ?信道中存在的不需要的電信號(hào)。 ?又稱加性干擾。 ? 按噪聲來(lái)源分類 ?人為噪聲 － 例：開(kāi)關(guān)火花、電臺(tái)輻射 ?自然噪聲 － 例：閃電、大氣噪聲、宇宙噪聲、 熱噪聲 46 第 4章 信 道 ? 熱噪聲 ?來(lái)源：來(lái)自一切電阻性元器件中電子的熱運(yùn)動(dòng)。 ?頻率范圍：均勻分布在大約 0 ～ 1012 Hz。 ?熱噪聲電壓有效值： 式中 k = ? 1023（ J/K） － 波茲曼常數(shù)； T － 熱力學(xué)溫度（ 186。K ）； R － 阻值（ ?）； B － 帶寬（ Hz）。 ?性質(zhì)： 高斯白噪聲 )V(4 k T RBV ?47 第 4章 信 道 ? 按噪聲性質(zhì)分類 ?脈沖噪聲 ： 是突發(fā)性地產(chǎn)生的，幅度很大，其持續(xù)時(shí)間比間隔時(shí)間短得多。其頻譜較寬。電火花就是一種典型的脈沖噪聲。 ?窄帶噪聲 ：來(lái)自相鄰電臺(tái)或其他電子設(shè)備，其頻譜或頻率位置通常是確知的或可以測(cè)知的?？梢钥醋魇且环N非所需的連續(xù)的已調(diào)正弦波。 ?起伏噪聲 ：包括熱噪聲、電子管內(nèi)產(chǎn)生的散彈噪聲和宇宙噪聲等。 討論噪聲對(duì)于通信系統(tǒng)的影響時(shí)，主要是考慮起伏噪聲，特別是熱噪聲的影響。 48 第 4章 信 道 ? 窄帶高斯噪聲 ?帶限白噪聲：經(jīng)過(guò)接收機(jī)帶通濾波器過(guò)濾的熱噪聲 ?窄帶高斯噪聲：由于濾波器是一種線性電路，高斯過(guò)程通過(guò)線性電路后，仍為一高斯過(guò)程，故此窄帶噪聲又稱窄帶高斯噪聲。 ?窄帶高斯噪聲功率： 式中 Pn(f) － 雙邊噪聲功率譜密度 ????? dffPP nn )(49 第 4章 信 道 ?噪聲等效帶寬： 式中 Pn(f0) － 原噪聲功率譜密度曲線的最大值 噪聲等效帶寬的物理概念 ：
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